型钢高强高性能混凝土框架拟动力试验研究

【摘要】： 型钢高强高性能混凝土结构(Steel Reinforced High Strength and HighPerformance Concrete Structure)是新型高技术混凝土在型钢混凝土结构中的应用,它充分利用了高强高性能混凝土优异的力学性能和耐久性能,相比普通混凝土改进了型钢与混凝土的协同工作性能(主要表现为型钢与混凝土粘结性能的改善),提高了结构使用中的安全性和耐久性。同时,内埋的型钢对混凝土起到较好的约束作用,改善了高强高性能混凝土的力学性能,从而避免了其由于延性差而带来的不利于结构抗震的缺陷。对型钢高强高性能混凝土结构的研究必将有助于发挥组合构件优势,扩大其在结构工程中的应用。 为了研究这种型钢高强高性能混凝土框架结构的抗震性能,本文试验按1:4缩尺比设计了1榀混凝土强度等级为C80的两跨三层实腹式型钢高强高性能混凝土框架模型,采用MTS电液伺服加载系统对该模型进行模拟地震反应试验研究,即拟动力试验研究。分析了型钢高强高性能混凝土框架结构在强震作用下的抗震性能,并探讨了地面运动峰值加速度、频谱特性与强震持续时间对结构动力反应和受力性能的影响。在拟动力试验结果和型钢高强高性能混凝土柱理论基础上,建立了适合型钢高强高性能混凝土框架结构的动力分析模型和恢复力模型;并采用有限元分析软件SAP2000进行了型钢高强高性能混凝土框架结构弹塑性时程分析,与拟动力试验结果进行比较。结果表明,合理设计的型钢高强高性能混凝土框架结构具有良好的抗震性能,本文所建立的恢复力模型对于型钢高强高性能混凝土框架结构的抗震分析具有较好的参考价值。 研究成果为进一步研究型钢高强高性能混凝土整体结构的动力特性、计算理论提供了试验依据,所建立的恢复力模型可以直接应用于型钢混凝土结构有限元分析,以通过数值试验方法对其各种可能的受力情况进行模拟,使其理论分析结果得以改进与完善。